2. 2、政府支持仍然是歐洲海上風(fēng)電發(fā)展的主要因素
　　海上風(fēng)電是當(dāng)前提倡的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目之一,政策的積極支持是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素[ 7 ] 。海上風(fēng)電利用海上風(fēng)能資源,是一種清潔的可再生能源,與傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電相比,海上風(fēng)電不依賴外部能源,沒有碳排放等環(huán)境成本,不會造成大氣污染和產(chǎn)生任何有害物質(zhì),是理想的綠色能源。正是因?yàn)橛羞@些獨(dú)特的優(yōu)勢,風(fēng)力發(fā)電逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
　　盡管風(fēng)電成本開始大幅度下降,在資源好的條件下,在考慮環(huán)境外部成本特別是碳稅的情況下,基本上可以同煤電和油電相競爭,但是風(fēng)電由于其間歇式等技術(shù)問題,需要政府的協(xié)調(diào)和支持,才能有效地發(fā)揮電網(wǎng)企業(yè)的積極性,突破風(fēng)電上網(wǎng)瓶頸,保障風(fēng)電的順利發(fā)展。歐盟把發(fā)展可再生能源作為應(yīng)對氣候變化、能源來源多樣化、保障能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長點(diǎn)的重要措施,制定若干政策和機(jī)制,積極推動可再生能源的發(fā)展。為了發(fā)展海上風(fēng)電,歐盟已經(jīng)決定建設(shè)環(huán)大西洋歐洲沿岸的海底電纜網(wǎng),為海上風(fēng)電的輸送和調(diào)度提供基礎(chǔ)設(shè)施保障,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入勘探設(shè)計(jì)階段。在風(fēng)能資源普查方面,歐盟繪制了統(tǒng)一的風(fēng)能資源圖,還配合海上風(fēng)電開發(fā),開始繪制海上風(fēng)能資源圖,為風(fēng)電的開發(fā)奠定數(shù)據(jù)支持基礎(chǔ)。
　　2. 3、海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展
　　在海上風(fēng)電發(fā)展中,注重提升風(fēng)電技術(shù),最快速地降低成本是海上風(fēng)電發(fā)展的重要目標(biāo)。
　　 3. 1、海上風(fēng)能資源評估技術(shù)
　　若想利用海上風(fēng)能,需要搞清楚近海區(qū)域上的風(fēng)的變化規(guī)律及特征,主要有以下幾種方法[ 8 ] :利用沿岸陸地氣象觀測數(shù)據(jù)、船舶報數(shù)據(jù)及氣壓數(shù)據(jù)和海面風(fēng)場數(shù)值模擬。其中利用沿岸陸地氣象觀測數(shù)據(jù)是常采用的方法。將獲得的海上一段時期內(nèi)的氣象資料與岸邊同步觀測的氣象資料進(jìn)行對比分析. 從而推測出對應(yīng)海區(qū)的風(fēng)況特征。為彌補(bǔ)海上氣象觀測稀缺和近岸海域數(shù)據(jù)不連續(xù)等問題,通過建立風(fēng)場數(shù)值模型模擬計(jì)算出一個區(qū)域內(nèi)風(fēng)能的分布。模擬計(jì)算中考慮許多對近地面的風(fēng)切變有重要影響的過程如海陸風(fēng)、逆溫等[ 9-10 ] 。
　　2. 3. 2、海上風(fēng)電機(jī)組
　　由于海上風(fēng)機(jī)的安裝、運(yùn)行、維護(hù)較陸地困難且成本高,增大單機(jī)發(fā)電功率、減小單機(jī)數(shù)量,推動風(fēng)機(jī)向更大方向發(fā)展。海上風(fēng)電機(jī)組呈現(xiàn)大型化的趨勢,多選用高葉尖速設(shè)計(jì)參數(shù),以減輕塔頂機(jī)艙和葉片的重量,節(jié)約材料,降低成本。大型風(fēng)機(jī)的發(fā)展需要新材料、新工藝、新概念技術(shù)支撐,碳纖維塑料因其較強(qiáng)剛度、質(zhì)輕、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)而在葉片制造中廣泛應(yīng)用。
　　為了承受海上的強(qiáng)風(fēng)載荷、海上腐蝕和波浪沖擊等,海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度高、建設(shè)成本高。海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)由塔架和海底地基組成,按結(jié)構(gòu)類型可分為單樁結(jié)構(gòu)、重力式、桶形結(jié)構(gòu)和懸浮式[ 11-13 ] 。其中單樁結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單和安裝方便,是目前海上風(fēng)電場應(yīng)用最多的一種結(jié)構(gòu)。對于變動的海床,由于單樁打入海底較深,該基礎(chǔ)形式有較大優(yōu)勢。桶形基礎(chǔ)是一種新型的海洋工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式,由于它的材料和安裝成本低于單樁基礎(chǔ)而受到海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的青睞,大大地節(jié)省了鋼材用量和海上施工時間,運(yùn)輸也較容易,有良好的應(yīng)用前景。浮式結(jié)構(gòu)是海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的深水結(jié)構(gòu)形式,可以克服海床底部安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受水深限制的缺點(diǎn),主要用于50 m以上水深海域[ 14 ] 。浮式結(jié)構(gòu)分為多風(fēng)機(jī)漂浮平臺和單風(fēng)機(jī)漂浮平臺,前者多風(fēng)機(jī)共用一個錨定系統(tǒng),有利于整體的質(zhì)量優(yōu)化,但因穩(wěn)定性不容易滿足和所耗費(fèi)的成本過高而不予考慮;后者具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低,單體設(shè)計(jì)加工方便等優(yōu)點(diǎn)。國外相關(guān)研究表明,側(cè)重于采用單風(fēng)機(jī)漂浮平臺,研究的重點(diǎn)是降低錨定系統(tǒng)成本。
　　2. 3. 3、海上風(fēng)電場設(shè)計(jì)
　　近年來,海上風(fēng)電項(xiàng)目從單臺機(jī)組逐步發(fā)展為大中型風(fēng)電場建設(shè)。海上風(fēng)電場的設(shè)計(jì)對海上風(fēng)電場的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要,包括機(jī)組的排列和風(fēng)電場控制方式。
　　海上風(fēng)電機(jī)組的排列方式應(yīng)考慮海床的結(jié)構(gòu)以及環(huán)境、地理和技術(shù)條件等的限制,應(yīng)盡可能地避免風(fēng)電機(jī)組的相互干擾,減少風(fēng)電機(jī)組的尾流所造成的損失,優(yōu)化利用海域面積,使單位面積的裝機(jī)容量或發(fā)電量最大化。為降低成本,風(fēng)電機(jī)組應(yīng)盡可能地布置在淺水、且海底平坦的海域。
　　海上大型風(fēng)電場并網(wǎng)方式一般采用兩種方法,多臺風(fēng)機(jī)并聯(lián)后連接到一個換流器再并網(wǎng),或者采用帶分散風(fēng)機(jī)控制直接并網(wǎng)。后者每臺風(fēng)機(jī)有自己的換流器,可靠性大幅提高,不會因單一換流器故障導(dǎo)致全部風(fēng)機(jī)不能輸送電能到電網(wǎng),同時傳輸容量提高,可以分別控制單臺風(fēng)機(jī)工作在理想狀態(tài)。隨著海上風(fēng)力發(fā)電量的不斷增加,海上風(fēng)電并網(wǎng)將面臨新的技術(shù)問題,一是海上風(fēng)電的輸送,二是風(fēng)電場動態(tài)穩(wěn)定性對電網(wǎng)的影響。提高風(fēng)電的可控性是今后發(fā)展的方向,除了風(fēng)電機(jī)組的控制技術(shù),還應(yīng)注重研究風(fēng)電的短期氣象預(yù)報和風(fēng)電場的集中控制策略。在電網(wǎng)技術(shù)方面,通過技術(shù)和管理措施,盡可能地保持風(fēng)電機(jī)組與其他發(fā)電機(jī)組的同步[ 15 ] 。